CN116183637A - 一种基于x光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，包括以下步骤：确定待受检的工件的型号和尺寸，计算出工件的检测参数；固定X射线器与数字成像板作为检测系统平台；调节设置X射线器；对X射线器进行控制；数字成像板接收透照射线后，将X射线光子转换为可见光，读出电路将可见光转换为数字信号，并传输至地面终端的计算机，计算机自动解析数据后，完成X光图的数字成像；图像处理；构建检测图像数据库；找到对应的对照数据库；对照对照数据库的图像描述，输出检测报告。本发明通过X光检测技术的穿透能力发现压接导线内部的缺陷，从而对重要交叉跨越线路导线压接进行质量评价，降低施工人员技能实操，降低作业难度，便于监督。

Description

一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量 评价方法
技术领域
本发明涉及重要交叉跨越线路导线压接质量评价技术领域，更具体地，涉及一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法。
背景技术
在架空输电线路的运行过程中，压接型耐张线夹不仅要承受导线的导电功能，还要承受导线的全部张力,因此，架空导线压接的质量非常重要，它对保证线路的可靠运行，确保安全供电，有非常重要的意义。目前常用的导地线压接方法有：钳压法、液压法和爆压法。相对于爆压法和钳压法，液压法操作简单、检查方便、价格低廉、质量可靠，液压连接技术在国内外已经得到广泛的应用和推广。
事故大都是由耐张线夹和接续管压接质量问题所引起，研究表明，一般以上的事故率都是由于压接导线质量不达标，因而引起压接导线管中导线、地线在内部穿透内腔不到位，或者位置不达标所导致，耐张线夹压接不达标，会导致导线与其他线路连接部分发生短路，导致温度过高，更有甚者会导致导线损伤，从而引起事故。因此，有必要对耐张线夹进行 X 射线检测，保证在不拆卸的条件下，确保压接导线质量连接达标，保证输配电线路的安全、平稳运行。
实际的工程实践中，一线工作人员常常利用游标卡尺和直线接续管在拆卸耐张线夹及其连接导线的条件下完成其外观尺寸的检查。在施工前，根据工程实际的指标要求，制作实验样品，再进行力分析，使用这种人工的方法检查耐张线夹的压接质量。这种人工检查方式，要求施工人员具有较高的技能实操水平，并且需要符合规范，此外作业空间都为高空作业，不但存在着安全隐患，也增加了作业难度，不便于监督，因此，有必要对这种人工检测的方式进行改进。
X射线对物体具有穿透性，本发明即为利用X射线，在进行物件内部结构检测时，需要利用 X 光源与成像板配对使用，X射线源发出X射线光，穿透压接导线，因为在X射线传播中压接导线的材料不同，连接中钢芯插入钢管的位置不同，当X射线穿透压接导线与连接部分的组合体时，X射线的能力会经过不同程度的衰减，穿透后剩余的能力由成型板来回收，成像板上不同的图像就可以反映出压接导线内部的缺陷，从而对重要交叉跨越线路导线压接进行质量评价方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，能够通过X光检测技术的穿透能力发现压接导线内部的缺陷，从而对重要交叉跨越线路导线压接进行质量评价，降低施工人员技能实操，降低作业难度，便于监督。
为达到上述目的，提供了一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，包括以下步骤：
步骤S1.确定待受检的工件的型号和尺寸，计算出工件的检测参数；所述检测参数包括检测焦距、管电压、管电流、曝光时间；
步骤S2.根据检测焦距固定X射线器与数字成像板作为检测系统平台；
步骤S3.依据检测参数的计算结果，调节设置X射线器的管电压与管电流初值；
步骤S4.打开主控计算机，检测系统平台设置完成后，对X射线器的曝光量进行控制；
步骤S5.数字成像板接收透照射线后，将 X 射线光子转换为可见光，读出电路将可见光转换为数字信号，并传输至地面终端的计算机，计算机自动解析数据后，完成X光图的数字成像；
步骤S6.图像处理，对X光图预处理；对X光图划分检测区域并记录，依据检测区域以及工件的型号和尺寸进行特征分析，输出检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果；
步骤S7.根据步骤S6输出的检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果在数据库构建检测图像数据库；
步骤S8.遍历数据库预存的按照工件的型号和尺寸区分的对照数据库，找到步骤S7获得的检测图像数据库的工件的型号和尺寸找到对应的对照数据库；所述对照数据库包括对照图样、缺陷类型、图像描述、缺陷等级和处置建议；
步骤S9.根据检测区域和特征分析结果对照对照数据库的图像描述，输出检测报告。
特别的，所述步骤1中，确定待受检的工件的型号和尺寸要保证符合工程压接中国家标准的各项规定；具体为，外观检查应符合有关规定，使用精度为 0.02mm 的游标卡尺测量被压部位的内外直径；按照国家标准的要求，使用钢卷尺测量长度尺寸等，计算公差；并在使用时，保证液压设备可以正常运行，汽油、压力表正常使用。
特别的，所述步骤S4中，对X射线器的曝光量进行控制具体步骤为：在辐射安全距离外，通过遥控连接X射线器的遥控器控制 X 射线器的曝光时间。
特别的，所述步骤S6之前还包括图像质量分析步骤；所述图像质量法分析步骤具体为：与标准件对比判断 X 光片成像质量，如果能够清晰呈现检测工件的内部结构特征，则执行步骤S7；否则，重新设置调节参数，再次执行步骤S1。
特别的，所述步骤S6中，对X光图预处理包括中值滤波和锐化处理；
特别的，所述锐化处理采用梯度锐化。
特别的，所述步骤S7中，检测图像数据库还包括线路名称、线夹编号、导线型号、线夹型号。
一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价系统，包括检测部分、数据传输部分、成像显示部分和质量评价部分，所述检测部分包括X射线发生器和平板探测器，所述成像显示部分包括计算机；所述质量评价部分包括输出装置；
所述X 射线发生器产生射线照射到工件上，穿过工件的射线透照到平板探测器表面，经过转换成为可见光并形成电荷，再由读出电路转换为数字信号，将数字信号传输至主控计算机进行图像显示，形成 X 光片；
所述质量评价部分用于图像处理，对X光图预处理；对X光图划分检测区域并记录，依据检测区域以及工件的型号和尺寸进行特征分析，输出检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果；
还用于输出的检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果在数据库构建检测图像数据库；遍历数据库预存的按照工件的型号和尺寸区分的对照数据库，找到检测图像数据库的工件的型号和尺寸找到对应的对照数据库；所述对照数据库包括对照图样、缺陷类型、图像描述、缺陷等级和处置建议；根据检测区域和特征分析结果对照对照数据库的图像描述，输出检测报告。
特别的，所述平板探测器采用Pax Scan4030平板探测器。
本发明的有益效果如下所示：
本发明提出的一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，由于评价对象一般为架空输电线路压缩型耐张线夹的压接质量，安装在导线与绝缘子串两侧，使线夹与导线成为一个整体。因为线夹安装后无法再次拆卸，所以要求必须在高空完成对耐张线夹压接质量的检测工作。同时，要求检测设备轻巧、 便携，操作简单、快捷，且能够远距离实时传输数据的要求。本发明仅需携带X射线发生器和平板探测器，确定待受检的工件的型号和尺寸，计算出工件的检测参数，根据检测焦距固定X射线器与数字成像板作为检测系统平台，将数据传输到远程的主控计算机进行图像分析等步骤最后生成检测报告进行质量评价，能够快速完成 X 光片的采集与分析，轻巧、 便携；能够通过X光检测技术的穿透能力发现压接导线内部的缺陷，从而对重要交叉跨越线路导线压接进行质量评价，降低施工人员技能实操，降低作业难度，便于监督。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例使用的系统及工作原理图。
图2为本发明实施例的部分流程图。
图3为本发明实施例的不同材质、不同透照厚度允许使用的 X 射线最高管电压值的对应图。
图4为本发明实施例经过对X光图划分检测区域后的X光图。
图5为本发明实施例的数据库的数据结构框图。
图6为本发明实施例的对照数据库的带碳纤维芯导线线夹凹槽结构钢锚与铝管压接部位射线检测典型图谱的对照图样的数据表格图。
图7为本发明实施例的检测报告的数据结构图。
图8为本发明实施例的检测报告的输出表格图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
如图1、图2所示，一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，包括以下步骤：
步骤S1.确定待受检的工件的型号和尺寸，计算出工件的检测参数。检测参数包括检测焦距、管电压、管电流、曝光时间。
确定待受检的工件的型号和尺寸要保证符合工程压接中国家标准的各项规定；具体为，外观检查应符合有关规定，使用精度为 0.02mm 的游标卡尺测量被压部位的内外直径；按照国家标准的要求，使用钢卷尺测量长度尺寸等，计算公差；并在使用时， 保证液压设备可以正常运行，汽油、压力表正常使用。
检测焦距是指焦点至成像板的距离，X 射线从射线源发出，以锥束状照射受检工件，焦距越大，照射到平板上的圆面积越大。物距不变，焦距变大时，图像几何放大倍数变大，图像不清晰度变小，理论图像清晰度提高。但由于射线吸收、散射、衰减作用，焦距越大，照射到工件与成像板上的射线能量越弱，X 射线的图像质量相应变差。焦距减小时，锥束状射线无法完全将受检工件的检测区域覆盖照射至成像板，检测区域无法全部呈像。且边蚀效应也更严重，近一步影响 X 光片的图像质量。所以，对不同型号尺寸的受检工件选择合适的焦距至关重要。
步骤S2.根据检测焦距固定X射线器与数字成像板作为检测系统平台。
步骤S3.依据检测参数的计算结果，调节设置X射线器的管电压与管电流初值。
管电压指射线源激发 X 射线时所需要的电压值。在给定条件下，管电压与射线强度成正比关系。射线穿透强度一定条件下，通过低管电压值，提高工件透照后的图像对比度。选择管电流时，当管电流过大会引起 X 射线器发热过高，影响设备安全运行与寿命，因此在允许范围内应用合适的参数值进行透照检测。射线源的激发条件与射线强度分布有如下关系：
Figure SMS_1
（1）；
式中，C 表示常数，Zi 表示原子序数，λ表示 X 射线的波长，
Figure SMS_2
，V 表示射线源的管电压。
令 E=hc/λ代入公式（1）中，
Figure SMS_3
（2）；
式中，h 表示普朗克常数，C表示光子速度，E表示某一电压下连续 X 射线的能量。由式（2）可进一步说明，管电压越高，X 射线强度越大，穿透能力越强，同时，X射线的线质也越来越硬，影响成像质量。所以选择合适的管电压以及管电流参数值非常重要。
依据国家标准《GB/T 3323.1-2019 焊缝无损检测 射线检测 第 2 部分：使用数字化 探测器的 X 和伽玛射线技术》所示，绘制了不同材质、不同透照厚度允许使用的X 射线最高管电压值，如图3所示，X 射线照相应尽量选用较低的管电压。在采用较高管电压时，应保证适当的曝光量。规定了不同材料、不同透照厚度允许采用的最高 X 射线管电压。对截面厚度变化大的承压设备，在保证灵敏度要求的前提下，允许采用超过图3规定的 X 射线管电压。但对钢、铜及铜合金材料，管电压增量不应超过 50kV； 对钛及钛合金材料，管电压增量不应超过40kV；对铝及铝合金材料，管电压增量不应超过 30kV。
在管电压确定后，X 射线透照强度满足要求时，合理范围内减少管电压值，提高 X光片图像对比度与质量。因为不同型号耐张线夹结构尺寸不同，管壁厚度、穿透厚度、材质等都不尽相同，所以在检测前需要对管电压与管电流进行初值预判，而后通过精确调整，满足最佳X 光片成像质量。
步骤S4.打开主控计算机，检测系统平台设置完成后，对X射线器的曝光量进行控制。对X射线器的曝光量进行控制具体步骤为：在辐射安全距离外，通过遥控连接X射线器的遥控器控制 X 射线器的曝光时间。
曝光量是指 X 射线源从焦点处产生射线的射线强度 I 与透照时间 t 的乘积。曝光量与图像对比度、信噪比、灵敏度之间有很大的影响关系。在管电流设置不变的情况下， 通过调节曝光时间实现对图像的黑度与灰度的调整改变，达到最佳的图像对比度与图像质量。
依据国家标准《GB/T 3323.1-2019 焊缝无损检测 射线检测 第 2 部分：使用数字化探测器的 X 和伽玛射线技术》所示，X 射线检测时，当焦距为 700mm 时，曝光量的推荐值为：A 级和 AB 级射线检测技术不小于 15mA·min；B 级射线检测技术不小20mA·min。当焦距改变时可按平方反比定律对曝光量的推荐值进行换算。
步骤S5.数字成像板接收透照射线后，将 X 射线光子转换为可见光，读出电路将可见光转换为数字信号，并传输至地面终端的计算机，计算机自动解析数据后，完成X光图的数字成像；
步骤S6.图像处理，对X光图预处理；对X光图划分检测区域并记录，依据检测区域以及工件的型号和尺寸进行特征分析，输出检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果；对X光图预处理包括中值滤波和锐化处理；锐化处理采用梯度锐化。
例如：如图4所示，对X光图将待测工件划分检测区域为A区域、B区域和C区域。A 区域为线夹铝管与钢锚压接部分，主要观察铝管是否与钢锚凹槽部位压接良好；B 区域为线夹铝管的不压区，主要观察 B 区域铝管与钢锚管相对位置是否对应，钢锚管是否存在毛刺、发生形变；C 区域为线夹铝管与铝绞线铝股压接部分，主要观察 C 区域钢芯是否起灯笼、鼓肚；对照耐张线夹压接的标准件，对线夹压接质量分析、统计、归纳，可得出工艺性和功能性两大类缺陷。
步骤S7.根据步骤S6输出的检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果在数据库构建检测图像数据库；检测图像数据库还包括线路名称、线夹编号、导线型号、线夹型号。如图5所示，为数据库的数据结构图。
步骤S8.遍历数据库预存的按照工件的型号和尺寸区分的对照数据库，找到步骤S7获得的检测图像数据库的工件的型号和尺寸找到对应的对照数据库。对照数据库包括对照图样、缺陷类型、图像描述、缺陷等级和处置建议；如图6所示，为对照数据库的带碳纤维芯导线线夹凹槽结构钢锚与铝管压接部位射线检测典型图谱的对照图样的数据表格图。
步骤S9.根据检测区域和特征分析结果对照对照数据库的图像描述，输出检测报告，如图7、图8所示。
步骤S6之前还包括图像质量分析步骤；所述图像质量法分析步骤具体为：与标准件对比判断 X 光片成像质量，如果能够清晰呈现检测工件的内部结构特征，则执行步骤S7；否则，重新设置调节参数，再次执行步骤S1。
一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价系统，包括检测部分、数据传输部分、成像显示部分和质量评价部分，检测部分包括X射线发生器和平板探测器，所述成像显示部分包括计算机；所述质量评价部分包括输出装置，为打印机；
X 射线发生器产生射线照射到工件上，穿过工件的射线透照到平板探测器表面，经过转换成为可见光并形成电荷，再由读出电路转换为数字信号，将数字信号传输至主控计算机进行图像显示，形成X 光片；
质量评价部分用于图像处理，对X光图预处理；对X光图划分检测区域并记录，依据检测区域以及工件的型号和尺寸进行特征分析，输出检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果；
还用于输出的检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果在数据库构建检测图像数据库；遍历数据库预存的按照工件的型号和尺寸区分的对照数据库，找到检测图像数据库的工件的型号和尺寸找到对应的对照数据库。对照数据库包括对照图样、缺陷类型、图像描述、缺陷等级和处置建议；根据检测区域和特征分析结果对照对照数据库的图像描述，输出检测报告。
平板探测器采用Pax Scan4030平板探测器。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1.确定待受检的工件的型号和尺寸，计算出工件的检测参数；所述检测参数包括检测焦距、管电压、管电流、曝光时间；
步骤S2.根据检测焦距固定X射线器与数字成像板作为检测系统平台；
步骤S3.依据检测参数的计算结果，调节设置X射线器的管电压与管电流初值；
步骤S4.打开主控计算机，检测系统平台设置完成后，对X射线器的曝光量进行控制；
步骤S5.数字成像板接收透照射线后，将 X 射线光子转换为可见光，读出电路将可见光转换为数字信号，并传输至地面终端的计算机，计算机自动解析数据后，完成X光图的数字成像；
步骤S6.图像处理，对X光图预处理；对X光图划分检测区域并记录，依据检测区域以及工件的型号和尺寸进行特征分析，输出检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果；
步骤S7.根据步骤S6输出的检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果在数据库构建检测图像数据库；
步骤S8.遍历数据库预存的按照工件的型号和尺寸区分的对照数据库，找到步骤S7获得的检测图像数据库的工件的型号和尺寸找到对应的对照数据库；所述对照数据库包括对照图样、缺陷类型、图像描述、缺陷等级和处置建议；
步骤S9.根据检测区域和特征分析结果对照对照数据库的图像描述，输出检测报告。
2.根据权利要求1所述的一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，其特征在于：所述步骤1中，确定待受检的工件的型号和尺寸要保证符合工程压接中国家标准的各项规定；具体为，外观检查应符合有关规定，使用精度为 0.02mm 的游标卡尺测量被压部位的内外直径；按照国家标准的要求，使用钢卷尺测量长度尺寸等，计算公差；并在使用时， 保证液压设备可以正常运行，汽油、压力表正常使用。
3.根据权利要求1所述的一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，其特征在于：所述步骤S4中，对X射线器的曝光量进行控制具体步骤为：在辐射安全距离外，通过遥控连接X射线器的遥控器控制 X 射线器的曝光时间。
4.根据权利要求1所述的一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，其特征在于：所述步骤S6之前还包括图像质量分析步骤；所述图像质量法分析步骤具体为：与标准件对比判断 X 光片成像质量，如果能够清晰呈现检测工件的内部结构特征，则执行步骤S7；否则，重新设置调节参数，再次执行步骤S1。
5.根据权利要求1所述的一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，其特征在于：所述步骤S6中，对X光图预处理包括中值滤波和锐化处理。
6.根据权利要求5所述的一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，其特征在于：所述锐化处理采用梯度锐化。
7.根据权利要求1所述的一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法，其特征在于：所述步骤S7中，检测图像数据库还包括线路名称、线夹编号、导线型号、线夹型号。
8.一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价系统，包括检测部分、数据传输部分、成像显示部分和质量评价部分，所述检测部分包括X射线发生器和平板探测器，所述成像显示部分包括计算机；所述质量评价部分包括输出装置；
所述X 射线发生器产生射线照射到工件上，穿过工件的射线透照到平板探测器表面，经过转换成为可见光并形成电荷，再由读出电路转换为数字信号，将数字信号传输至主控计算机进行图像显示，形成 X 光片；
所述质量评价部分用于图像处理，对X光图预处理；对X光图划分检测区域并记录，依据检测区域以及工件的型号和尺寸进行特征分析，输出检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果；
还用于输出的检测区域、工件的型号和尺寸和特征分析结果在数据库构建检测图像数据库；遍历数据库预存的按照工件的型号和尺寸区分的对照数据库，找到检测图像数据库的工件的型号和尺寸找到对应的对照数据库；所述对照数据库包括对照图样、缺陷类型、图像描述、缺陷等级和处置建议；根据检测区域和特征分析结果对照对照数据库的图像描述，输出检测报告。
9.根据权利要求8所述的一种基于X光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价系统，其特征在于：所述平板探测器采用Pax Scan4030平板探测器。
CN202310020926.6A 2023-01-06 2023-01-06 一种基于x光检测技术的重要交叉跨越线路导线压接的质量评价方法 Pending CN116183637A (zh)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117074443A (zh) * 2023-10-17 2023-11-17 广东天信电力工程检测有限公司 一种输电线路的x射线无损检测机器人
CN117876330A (zh) * 2024-01-11 2024-04-12 广东粤电科试验检测技术有限公司 基于x射线图像识别的耐张线夹压接缺陷检测方法及系统
CN118294478A (zh) * 2024-06-06 2024-07-05 贵州电力建设监理咨询有限责任公司 一种用于电网基建工程的高空压接作业质量监测系统

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